(57)【要約】【課題】 円筒ころ軸受がラジアル荷重を全面的に受けるとともに、玉軸受がアキシアル荷重のみを受けるようにすることで、耐久性を向上させた軸受装置を提供する。【解決手段】  玉軸受2の外輪11と円筒ころ軸受3の外輪21とは、径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能なように結合されている。両外輪11,21間に、転動体配置用溝35が設けられて、該転動体配置用溝35内に、径方向および周方向に転動可能なラジアル方向荷重負担用の玉8が配置されている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪、内輪および両輪間に配された複数の玉を有し、アキシアル荷重を受ける玉軸受と、外輪、内輪および両輪間に配された複数のころを有し、ラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受とを備えており、玉軸受と円筒ころ軸受とが外輪同士および内輪同士を隣接させて配置されている軸受装置において、玉軸受の外輪と円筒ころ軸受の外輪とは、径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能なように結合手段によって結合されており、両外輪間に、転動体配置用溝が設けられて、該転動体配置用溝内に、径方向および周方向に転動可能な転動体が配置されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
結合手段は、玉軸受の外輪および円筒ころ軸受の外輪のいずれか一方の端面に設けられたＬ字状の突出部と、同他方の端面に設けられてＬ字状の突出部が嵌め入れられる径方向外方に開口したＬ字状の係合溝とを有しており、突出部は、軸方向に平行に延びる軸部と、軸部の先端から周方向に延びる屈曲部とからなり、係合溝は、端面から軸方向内方に延びており突出部の周方向長さ以上の周方向長さを有する第１溝部と、第１溝部に連なって周方向に延びており突出部の屈曲部の軸方向長さに等しい軸方向長さを有する第２溝部とからなることを特徴とする請求項１の軸受装置。
【請求項３】
玉軸受および円筒ころ軸受によって支持される回転軸がピニオン軸とされていることを特徴とする請求項１または２の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受装置に関し、特に、玉軸受と円筒ころ軸受とが外輪同士および内輪同士を隣接させて配置されている軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受装置として、玉軸受と円筒ころ軸受とが外輪同士および内輪同士を隣接させて配置されており、玉軸受によって、アキシアル方向の荷重を、円筒ころ軸受によってラジアル方向の荷重をそれぞれ受けるように構成されたものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２６９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に示されているような構成においては、玉軸受は、アキシアル方向の荷重を受けることができるように、３点または４点接触のものとされており、この玉軸受にラジアル荷重が作用すると、多点当たりを起こすことで、寿命が低下する可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、円筒ころ軸受がラジアル荷重を全面的に受けるとともに、玉軸受がアキシアル荷重のみを受けるようにすることで、耐久性を向上させた軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による軸受装置は、外輪、内輪および両輪間に配された複数の玉を有し、アキシアル荷重を受ける玉軸受と、外輪、内輪および両輪間に配された複数のころを有し、ラジアル荷重を受ける円筒ころ軸受とを備えており、玉軸受と円筒ころ軸受とが外輪同士および内輪同士を隣接させて配置されている軸受装置において、玉軸受の外輪と円筒ころ軸受の外輪とは、径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能なように結合手段によって結合されており、両外輪間に、転動体配置用溝が設けられて、該転動体配置用溝内に、径方向および周方向に転動可能な転動体が配置されていることを特徴とするものである。
【０００７】
玉軸受の外輪および軸受間の転動体は、径方向および周方向ともにその移動が拘束されないものとされる。したがって、玉軸受にラジアル荷重が作用した際には、軸受の外輪間に配置された転動体がラジアル方向に移動することで、玉軸受がラジアル荷重を受けることが防止される。これにより、円筒ころ軸受がラジアル荷重を全面的に受けるとともに、玉軸受がアキシアル荷重のみを受けることになり、軸受装置の耐久性が向上する。
【０００８】
結合手段は、玉軸受の外輪および円筒ころ軸受の外輪のいずれか一方の端面に設けられたＬ字状の突出部と、同他方の端面に設けられてＬ字状の突出部が嵌め入れられる径方向外方に開口したＬ字状の係合溝とを有しており、突出部は、軸方向に平行に延びる軸部と、軸部の先端から周方向に延びる屈曲部とからなり、係合溝は、端面から軸方向内方に延びており突出部の周方向長さ以上の周方向長さを有する第１溝部と、第１溝部に連なって周方向に延びており突出部の屈曲部の軸方向長さに等しい軸方向長さを有する第２溝部とからなることがある。
【０００９】
すなわち、玉軸受の外輪の径方向の移動を拘束すると、軸受間でラジアル荷重が伝わる可能性があることから、玉軸受の外輪と円筒ころ軸受の外輪とが径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能とされている必要があり、これが、Ｌ字状の突出部とＬ字状の係合溝との嵌め合わせという簡易な構成によって達成される。
【００１０】
玉軸受および円筒ころ軸受によって支持される回転軸がピニオン軸とされていることがある。
【００１１】
このピニオン軸は、トランスミッションなどに使用されて、ラジアル荷重およびアキシアル荷重の両方が作用することから、軸受装置には、これらの両荷重を受けるものが必要となり、上記の軸受装置を適用するのに好ましいものとなっている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の軸受装置によると、玉軸受の外輪と円筒ころ軸受の外輪とは、径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能なように結合手段によって結合されており、両外輪間に、転動体配置用溝が設けられて、該転動体配置用溝内に、径方向および周方向に転動可能な転動体が配置されているので、玉軸受にラジアル荷重が作用した際には、軸受間の転動体がラジアル方向に移動することで、玉軸受がラジアル荷重を受けることが防止され、これにより、円筒ころ軸受がラジアル荷重を全面的に受けるとともに、玉軸受がアキシアル荷重のみを受けることになり、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、この発明による軸受装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１を径方向外方から見た平面図である。
【図３】図３は、玉軸受と円筒ころ軸受とを分離して示す図で、（ａ）は、径方向外方から見た平面図、（ｂ）は、縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１５】
図１から図３までは、この発明の軸受装置の１実施形態を示している。以下の説明において、左右は、図１の左右をいうものとする。
【００１６】
軸受装置(1)は、トランスミッションなどで使用されるもので、図１に示すように、玉軸受(2)と円筒ころ軸受(3)とが左右（軸方向）に隣接して配置されることで構成されている。
【００１７】
玉軸受(2)は、外輪(11)、内輪(12)および両輪(11)(12)間に配された複数の玉(13)を有している。
【００１８】
円筒ころ軸受(3)は、外輪(21)、内輪(22)および両輪(21)(22)間に配された複数のころ(23)を有している。
【００１９】
玉軸受(2)の内輪(12)および円筒ころ軸受(3)の内輪(22)は、回転軸(4)にしまりばめ（圧入固定）されている。回転軸(4)には、左側に配置されている玉軸受(2)の内輪(12)の左端面を受ける段差(4a)が形成されている。
【００２０】
玉軸受(2)の外輪(11)および円筒ころ軸受(3)の外輪(21)は、ハウジング(5)にすきまばめされている。ハウジング(5)には、右側に配置されている円筒ころ軸受(3)の外輪(21)の右端面を受ける段差(5a)が形成されている。左側に配置されている玉軸受(2)の外輪(11)の左方への移動は、止め輪(6)によって防止されている。なお、玉軸受(2)の外輪(11)は、径方向および周方向への相対移動が可能であることが必要なので、ハウジング(5)にすきまばめされていることが必須であるが、円筒ころ軸受(3)の外輪(21)は、すきまばめに限定されるものではない。
【００２１】
軸受装置(1)によって支持される回転軸(4)は、左端部にピニオンギア(4b)を有しているピニオン軸とされている。ピニオン軸(4)には、ラジアル荷重およびアキシアル荷重の両方が作用することから、玉軸受(2)は、４点接触とされて、アキシアル荷重を受けることができるようになされており、ラジアル荷重が円筒ころ軸受(3)で受けられるようになされている。
【００２２】
取付け状況や負荷状況によっては、４点接触とされた玉軸受(2)にラジアル荷重が作用することがあり、この荷重が大きい場合には、多点当たりが起こり、玉軸受(2)の耐久性が低下する可能性がある。
【００２３】
そこで、軸受装置(1)には、玉軸受(2)にラジアル荷重が作用したときにこれを逃がすための機構が設けられている。具体的には、玉軸受(2)の外輪(11)と円筒ころ軸受(3)の外輪(21)とを径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能に結合する結合手段(7)が設けられるとともに、両外輪(11)(21)間にラジアル方向荷重負担用の玉（転動体）(8)が配置されている。
【００２４】
結合手段(7)は、玉軸受(2)の外輪(11)の端面に設けられたＬ字状の突出部(31)と、円筒ころ軸受(3)の外輪(21)の端面に設けられてＬ字状の突出部(31)に係合するＬ字状の係合溝(32)とからなる。Ｌ字状の突出部(31)は、図２および図３に示すように、軸方向に平行に延びる軸部(31a)と、軸部(31a)の先端から周方向に延びる屈曲部(31b)とからなる。係合溝(32)は、径方向外方に開口しており、端面から軸方向内方に延びており突出部(31)を案内する第１溝部(32a)と、第１溝部(32a)に連なって周方向に延びており突出部(31)の屈曲部(31a)を収容する第２溝部(32b)とからなる。第１溝部(32a)の周方向の長さは、突出部(31)全体の周方向の長さに等しく（または、大きく）されている。第２溝部(32b)は、第１溝部(32a)の奥側にある部分（軸方向内方に位置する部分）が周方向に拡大されることで形成されており、その軸方向長さは、突出部(31)の屈曲部(31a)の軸方向長さに等しくなされている。
【００２５】
玉軸受(2)の外輪(11)は、図３の状態において、軸方向に移動させられた後、周方向に回転させられる。これにより、図２に示すように、Ｌ字状の突出部(31)とＬ字状の係合溝(32)とが嵌め合わされ、玉軸受(2)の外輪(11)と円筒ころ軸受(3)の外輪(21)とは、径方向および周方向への相対移動が可能とされた状態で、軸方向への相対移動が不可能とされる。
【００２６】
各外輪(11)(21)の突き合わせ側の端面には、環状の凹部(33)(34)が設けられており、両凹部(33)(34)が合わされることによって、図１に示すように、断面が方形で環状の転動体配置用溝(35)が形成されている。この転動体配置用溝(35)に、ラジアル方向荷重負担用玉(8)が転動可能に配置されている。ラジアル方向荷重負担用玉(8)は、各外輪(11)(21)の凹部(33)(34)の底面によって保持された状態で、転動体配置用溝(35)に沿う周方向および径方向に転動可能とされている。
【００２７】
玉軸受(2)の外輪(11)およびラジアル方向荷重負担用玉(8)は、径方向および周方向ともにその移動が拘束されないものとされており、玉軸受(2)にラジアル荷重が作用した際には、ラジアル方向荷重負担用玉(8)がラジアル方向に移動することで、玉軸受(2)がラジアル荷重を受けることが防止される。これにより、円筒ころ軸受(3)がラジアル荷重を全面的に受けるとともに、玉軸受(2)がアキシアル荷重のみを受けることになり、軸受装置(1)の耐久性が向上する。なお、玉軸受(2)の外輪(11)の径方向の移動を拘束すると、軸受間でラジアル荷重が伝わる可能性があることから、上述したように、玉軸受(2)の外輪(11)と円筒ころ軸受(3)の外輪(21)とは、結合手段(7)によって、径方向および周方向への相対移動が可能でかつ軸方向への相対移動が不可能とされている。
【００２８】
上記において、玉軸受(2)は、４点接触とされているが、３点接触であってもよい。すなわち、３点接触の玉軸受は、４点接触のものと同様に、アキシアル荷重を受けることができて、ラジアル荷重を受けると耐久性が低下するおそれがあることから、円筒ころ軸受(3)と組み合わせて使用するとともに、上記の結合手段(7)および両外輪(11)(21)間のラジアル方向荷重負担用玉(8)の構成を採用することで、耐久性の向上を図ることができる。
【００２９】
また、上記において、環状の凹部(33)(34)は、いずれか一方の外輪(11)(21)に設けるようにして、この凹部の深さを深くすることで、一方の凹部だけによって、転動体配置用溝を形成するようにしてもよい。
【００３０】
また、ラジアル方向荷重負担用玉(8)は、周方向および径方向に移動可能とされていればよいので、環状の転動体配置用溝(35)に代えて、周方向に所定間隔で設けられた複数（少なくとも３つ）のポケット状の転動体配置用溝を形成して、この転動体配置用溝に、周方向および径方向に移動可能に玉（転動体）を配置するようにしてもよい。さらにまた、ラジアル方向荷重負担用玉(8)は、玉軸受(2)の外輪(11)と円筒ころ軸受(3)の外輪(21)との間にのみ配置されているが、玉軸受(2)の外輪(11)の円筒ころ軸受(3)と反対側の面が、例えば、ハウジングや間座に当接させられているような場合には、玉軸受(2)の外輪(11)の円筒ころ軸受(3)と反対側の面にも、ラジアル方向荷重負担用玉を配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
(1)：軸受装置、(2)：玉軸受、(3)：円筒ころ軸受、(8)：ラジアル方向荷重負担用の玉（転動体）、(11)：外輪、(12)：内輪、(13)：玉、(21)：外輪、(22)：内輪、(23)：ころ、(31)：突出部、(32)：係合溝、(35)：転動体配置用溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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